(57)【要約】【課題】光ファイバのコアの径が大きく、受光素子の受光面の径が小さい場合、光ファイバと受光素子との相対位置によっては、不均一な前記ニアフィールドパターンのため受光素子は十分な光量を受光できないこともある。また、光ファイバと受光素子との組み立て精度を向上させ、前記ニアフィールドパターンに合わせてアライメントをしても、光ファイバの屈曲状態の変動で前記ニアフィールドパターンが変動して受光素子は十分な光量を受光できないこともある。  そこで、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することを目的とする。【解決手段】上記目的を達成するために、本発明に係る光送信装置は複数の光ビームを光ファイバに結合することとした。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
入射端に入射した前記発光素子からの光を分岐して複数の光ビームを出射端から出射するビーム分岐部と、
を備える光送信装置。
【請求項２】
一端が前記ビーム分岐部の前記出射端に接続し、前記ビーム分岐部からの前記複数の光ビームが入射するマルチモード型の光ファイバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記ビーム分岐部は、入射した光を屈折させ１つの光ビームを出射するレンズを前記発光素子からの光の放射範囲に並列に複数配置する複数レンズ体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項４】
前記ビーム分岐部は、入射した光を反射させ１つの光ビームを出射する凹面鏡を前記発光素子からの光の放射範囲に並列に複数配置する複数凹面鏡体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記ビーム分岐部は、入射した光を透過光及び反射光に分岐する半透鏡を少なくとも１つ有し、前記半透鏡で分岐した光を同一方向に複数の光ビームとして出射する半透鏡結合体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項６】
前記ビーム分岐部は、入射端に入射した光を鏡面反射又は全反射を繰り返して複数の光ビームとして出射端から出射する管型導波路からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項７】
前記ビーム分岐部は、内部を透過する光を散乱させ複数の光ビームとして出射する拡散透過板からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項８】
前記ビーム分岐部は、入射した光を反射及び散乱させる凸面鏡を前記発光素子からの光の放射範囲内に並列に複数配置する複数凸面鏡体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール間で光データ伝送を行う光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、普及してきた携帯電話は、使用時及び携帯時の利便性その他の理由から、折り畳み型、スライド型又は回転型の携帯電話が多く用いられるようになった。折り畳み型、スライド型又は回転型の携帯電話においては、その形態上、複数の筐体に通信機能部、増幅回路部、表示回路部等のモジュールが分散して配置されており、各筐体に配置されたモジュール間を接続する配線には、柔軟性と駆動に耐えられる強度が求められている。
【０００３】
さらに、各モジュール間の配線には、音楽再生機能、動画再生機能、写真撮影機能などの携帯電話の多機能化に伴う高速なデータ伝送性、外部機器との電磁障害対策及び長時間使用の要求に伴う低消費電力化が求められている。
【０００４】
これらの要求を満たす配線として光ファイバを使用することが試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２４４２９５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各モジュール間の配線に光ファイバを使用する場合、モジュールには光ファイバに光を入射する発光素子及び光ファイバから出射する光を受光する受光素子が搭載され、受光素子が光ファイバを伝搬する発光素子からの光を受光することでデータ伝送が行われる。また、安定なデータ伝送を行うために発光素子、光ファイバ及び受光素子の相互間の光軸を合わせて配置する必要がある。なお、以下の説明において、「光軸を合わせて配置する」を「アライメント」、「光ファイバの発光素子側で発光素子からの光が入射する端」を「光ファイバの一端」、「光ファイバの受光素子側で光が出射する端」を「光ファイバの他端」と略記する。
【０００６】
光ファイバのコアの径を大きくすることでアライメントを容易にするが、光ファイバのコアの径が大きい場合、発光素子と光ファイバとの組み立て誤差により光ファイバの中心軸と異なる位置から光が入射することもある。
【０００７】
光ファイバの光路長が長い場合、光ファイバの中心軸と異なる位置から光が入射しても前記光は光ファイバを伝搬中にかく乱されるため、光ファイバの他端におけるニアフィールドパターンは均一になる。
【０００８】
しかし、携帯電話のモジュール間を接続する光ファイバの場合、光ファイバの中心軸と異なる位置から光が入射すれば、光路長が数ｃｍと短いため、前記光は伝搬中に十分にかく乱されず光ファイバの他端におけるニアフィールドパターンは不均一となる。また、光ファイバの中心軸に光が入射しても、光ファイバに曲率半径が５ｍｍ程度の急峻な屈曲が発生すれば、屈曲に応じて前記光の光強度分布に偏りが生ずるため光ファイバの他端におけるニアフィールドパターンは不均一となる。
【０００９】
一方、受光素子の受光面の径は高速のデータ通信を行うために小さくすることが求められている。受光素子の受光面の径が光ファイバのコアの径に対して小さい場合、受光素子は光ファイバの他端から出射する光の全てを受光することはできず、光ファイバの他端の面の一部から出射する光しか受光できない。
【００１０】
従って、光ファイバの他端におけるニアフィールドパターンが不均一な場合、光ファイバと受光素子との相対位置によっては、受光素子は十分な光量を受光できないこともある。
【００１１】
さらに、光ファイバの屈曲状態は携帯電話の折り畳み、回転等の動作により変動するため、前記ニアフィールドパターンも前記屈曲状態に応じて変動する。
【００１２】
従って、光ファイバと受光素子との組み立て精度を向上させ、前記ニアフィールドパターンに合わせてアライメントをしても、光ファイバの屈曲状態の変動で前記ニアフィールドパターンが変動して受光素子は十分な光量を受光できないこともある。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る光送信装置は複数の光ビームを光ファイバに結合することとした。
【００１５】
具体的には、本発明は、発光素子と、入射端に入射した前記発光素子からの光を分岐して複数の光ビームを出射端から出射するビーム分岐部と、を備える光送信装置である。
前記発光素子が照射する光は、前記ビーム分岐部の入射端に結合され、前記ビーム分岐部で互いに光軸が異なる複数の光ビームに分岐されて前記ビーム分岐部の出射端から出射する。
【００１６】
前記光ビーム分岐部からの複数の光ビームを光ファイバの一端に入射すれば、前記光ファイバの他端からは前記複数の光ビームを重畳したビームが出射される。ゆえに、前記光送信装置は、前記光ファイバの他端のニアフィールドパターンが不均一であっても、前記光ファイバの他端に配置された受光素子に十分な光量を保っているいずれかの光ビームの光を照射することができる。
【００１７】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００１８】
本発明に係る光送信装置は、一端が前記ビーム分岐部の前記出射端に接続し、前記ビーム分岐部からの前記複数の光ビームが入射するマルチモード型の光ファイバをさらに備えることが好ましい。
【００１９】
前記光ファイバはマルチモード型のため、前記光ファイバは前記一端に入射した前記光ビーム分岐部からの複数の光ビームを前記光ビーム毎に前記光ファイバの他端に伝搬できる。前記光ファイバを備えた結果、前記光ビーム分岐部からの複数の光ビームが前記光ファイバの一端に入射するため、前記光ファイバの他端からは前記複数の光ビームを重畳したビームが出射される。ゆえに、前記光送信装置は、前記光ファイバの他端のニアフィールドパターンが不均一であっても、前記光ファイバの他端に配置された受光素子に十分な光量を保っているいずれかの光ビームの光を照射することができる。
【００２０】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を屈折させ１つの光ビームを出射するレンズを前記発光素子からの光の放射範囲に並列に複数配置する複数レンズ体からなる分岐部とすることができる。
【００２２】
前記複数レンズ体は、前記レンズの径、数及び位置を調整することで光ビームの径、数及び位置の光ビーム形態を調整でき、最も安定してデータ伝送ができる形態で光ビームを前記光ファイバの一端に結合することができる。ゆえに、前記光送信装置は、前記光ファイバの他端のニアフィールドパターンが不均一であっても、前記光ファイバの他端に配置された受光素子に十分な光量を保っているいずれかの光ビームの光を照射することができる。
【００２３】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００２４】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を反射させ１つの光ビームを出射する凹面鏡を前記発光素子からの光の放射範囲に並列に複数配置する複数凹面鏡体からなる分岐部とすることができる。
【００２５】
前記複数凹面鏡体は前記凹面鏡毎に前記発光素子からの光を反射して光ビームとすることができ、前記凹面鏡の径、数及び位置を調整することで光ビーム形態を調整することができる。ゆえに、前記ビーム分岐部は、前記複数レンズ体で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００２７】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を透過光及び反射光に分岐する半透鏡を少なくとも一つ有し、前記半透鏡で分岐した光を同一方向に複数の光ビームとして出射する半透鏡結合体からなる分岐部とすることができる。
【００２８】
前記半透鏡結合体は前記半透鏡で前記発光素子からの光を透過及び反射で分岐して光ビームとすることができ、前記半透鏡の径、数及び位置を調整することで光ビーム形態を調整することができる。ゆえに、前記ビーム分岐部は、前記複数レンズ体で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００３０】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射端に入射した光を鏡面反射又は全反射を繰り返して複数の光ビームとして出射端から出射する管型導波路からなる分岐部とすることができる。
【００３１】
前記管型導波路は前記発光素子からの光を繰り返し鏡面反射又は全反射させて分岐させ、複数の光ビームの束を発生させる。前記ビーム分岐部は、前記管型導波路の前記出射端の面の大きさの前記光ビームの束を前記光ファイバの一端に結合できる。ゆえに、前記光送信装置は、前記光ファイバの他端のニアフィールドパターンが不均一であっても、前記光ファイバの他端に配置された受光素子に十分な光量を保っているいずれかの光ビームの光を照射することができる。
【００３２】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００３３】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、内部を透過する光を散乱させ複数の光ビームとして出射する拡散透過板からなる分岐部とすることができる。
前記拡散透過板は前記発光素子からの光を散乱させて分岐し、複数の光ビームの束を発生させる。ゆえに、前記ビーム分岐部は、前記管型導波路で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００３５】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を反射及び散乱させる凸面鏡を前記発光素子からの光の放射範囲内に並列に複数配置する複数凸面鏡体からなる分岐部とすることができる。
【００３６】
前記複数凸面鏡体は前記発光素子からの光を拡散させるように反射して分岐し、複数の光ビームの束を発生させる。ゆえに、前記ビーム分岐部は、前記管型導波路で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
従って、本発明は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【００３８】
なお、前記光ファイバはクラッドとコアとの界面で光を全反射して伝搬するステップインディックス型光ファイバとして説明をしているが、クラッドとコアとの境界の連続的な屈折率の変化で光を蛇行させて伝搬するグレーデッドインディックス型光ファイバとしても同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明により、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる光送信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
（実施の形態１）
本実施形態は、発光素子と、入射端に入射した前記発光素子からの光を分岐して複数の光ビームを出射端から出射するビーム分岐部と、を備える光送信装置である。
【００４２】
本発明に係る一の実施形態である光送信装置の概念図を図１に示す。光送信装置１０１は発光素子１１及びビーム分岐部１２から構成される。
【００４３】
発光素子１１は電気信号を信号光Ａに変換して、外部に向けて信号光Ａを放射する。発光素子１１として発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）を使用することができる。ＬＤとして積層した半導体の上面からレーザーを放射する面発光型ＬＤであるＶＣＳＥＬが例示できる。
【００４４】
ビーム分岐部１２は入射端１５から入射した光を分岐して出射端１８から複数の光ビームＢを出射する。ビーム分岐部１２は設計により光ビームＢの径及び数を設定することができ、出射端１８からの出射方向を設定することができる。図１のビーム分岐部１２は５つの光ビームＢを、互いに平行に一方向へ出射している。なお、光ビームＢの出射方向は光ビームＢ毎に異なる方向へ出射することもできる。
【００４５】
ビーム分岐部１２は以下に示す構造とすることができる。
【００４６】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を屈折させ一つの光ビームを出射するレンズを前記発光素子からの光の放射範囲に並列に複数配置する複数レンズ体とすることができる。
【００４７】
ビーム分岐部１２の内部構造の一の例を図２に示す。ビーム分岐部１２は筐体２０、入射端１５、出射端１８及び複数レンズ体２１で構成される。図２において、図１で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００４８】
複数レンズ体２１は複数のレンズ２１ａを光の進行方向に対して並列に配置している。複数レンズ体２１を照射する光は照射した位置にあるレンズ２１ａを透過し、集光して１つの光ビームＢとなる。従って、複数レンズ体２１はレンズ２１ａの数の光ビームＢを出射する。例えば、複数レンズ体はフライアイレンズとすることができる。図２の複数レンズ体２１は４個のレンズ２１ａを組み合わせており、４つの光ビームを出射する。また、レンズ２１ａの焦点位置を調整することで、光ビームＢの径を調整できる。さらに、レンズ２１ａの向きを調整することで、光ビームＢの照射方向を変更することができる。
【００４９】
入射端１５、出射端１８及び複数レンズ体２１は、入射端１５からの光が複数レンズ体２１に照射でき、複数レンズ体２１からの光ビームＢが出射端１８から出射できるように位置を定めて筐体２０に固定される。
【００５０】
従って、入射端１５に結合された信号光Ａは、出射端１８から複数の光ビームＢとして出射する。
【００５１】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を反射させ一つの光ビームを出射する凹面鏡を前記発光素子からの光の放射範囲に並列に複数配置する複数凹面鏡体とすることができる。  
【００５２】
ビーム分岐部１２の内部構造の他の例を図３に示す。ビーム分岐部１２は筐体２０、入射端１５、出射端１８、反射鏡３５及び複数凹面鏡体３１で構成される。図３において、図１及び図２で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００５３】
反射鏡３５は入射した光を鏡面反射する鏡である。
【００５４】
複数凹面鏡体３１は照射される光の範囲に複数の凹面鏡３１ａを並列に配置している。複数凹面鏡体３１に照射される光は照射した位置にある凹面鏡３１ａで反射し、集光して１つの光ビームＢとなる。従って、複数凹面鏡体３１は凹面鏡３１ａの数の光ビームＢを出射する。図３の複数凹面鏡体３１は４個の凹面鏡３１ａを組み合わせており、４つの光ビームを出射する。また、凹面鏡３１ａの焦点位置を調整することで、光ビームＢの径を調整できる。さらに、凹面鏡３１ａの向きを調整することで、光ビームＢの照射方向を変更することができる。
【００５５】
反射鏡３５は入射端１５からの光が複数凹面鏡体３１に照射できるように角度と位置を定めて筐体２０に配置される。複数凹面鏡体３１は光ビームＢが出射端１８から出射できるように角度と位置を定めて筐体２０に配置される。
【００５６】
従って、入射端１５に結合された信号光Ａは、出射端１８から複数の光ビームＢとして出射する。
【００５７】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を透過光及び反射光に分岐する半透鏡を少なくとも１つ有し、前記半透鏡で分岐した光を同一方向に複数の光ビームとして出射する半透鏡結合体とすることができる。
【００５８】
ビーム分岐部１２の内部構造の他の例を図４に示す。ビーム分岐部１２は筐体２０、入射端１５、出射端１８及び半透鏡結合体４１で構成される。図４において、図１及び図２で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００５９】
半透鏡結合体４１は少なくとも１つの半透鏡４１ａと少なくとも１つの反射鏡４１ｂとから構成される。半透鏡４１ａは照射された光のエネルギーを等分し、１つを透過させ、他の１つを鏡面反射させる。図４の半透鏡結合体４１は３つの半透鏡４１ａと３つの反射鏡４１ｂとを有している。
【００６０】
なお、図４において、半透鏡４１ａには枝番号が付されているが、前記枝番号を付さない説明は枝番号を付した半透鏡４１ａに全てに共通する説明である。反射鏡４１ｂも同様である。
【００６１】
入射端１５、出射端１８及び半透鏡結合体４１は、入射端１５からの光が半透鏡結合体４１の半透鏡４１ａ−１に照射でき、半透鏡結合体４１からの光ビームＢが出射端１８から出射できるように位置を定めて筐体２０に固定される。
【００６２】
入射端１５からの光は半透鏡４１ａ−１で透過光Ｔ１と反射光Ｒ１に分岐される。透過光Ｔ１は半透鏡４１ａ−２へ、反射光Ｒ１は反射鏡４１ｂ−１へ向かう。反射光Ｒ１は反射鏡４１ｂ−１で反射され、半透鏡４１ａ−３へ向かい、半透鏡４１ａ−３で透過光Ｔ３と反射光Ｒ３に分岐される。反射光Ｒ３は反射鏡４１ｂ−２で反射され、透過光Ｔ３と平行な向きに変換される。
【００６３】
一方、透過光Ｔ１は半透鏡４１ａ−２で透過光Ｔ２と反射光Ｒ２に分岐される。反射光Ｒ２は反射鏡４１ｂ−３へ向かい、反射鏡４１ｂ−３で反射され、透過光Ｔ２と平行な向きに変換される。
【００６４】
反射光Ｒ３、透過光Ｔ３、透過光Ｔ２及び反射光Ｒ２は互いに平行且つ光強度の等しく、光ビームＢとなる。
従って、入射端１５に結合された信号光Ａは、出射端１８から複数の光ビームＢとして出射する。
【００６５】
なお、半透鏡結合体４１の半透鏡４１ａの数を変更することで光ビームＢの数を変更することができる。
【００６６】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射端に入射した光を鏡面反射又は全反射を繰り返して複数の光ビームとして出射端から出射する管型導波路とすることができる。
【００６７】
ビーム分岐部１２の内部構造の他の例を図５に示す。ビーム分岐部１２は管型導波路５１、入射端１５及び出射端１８で構成される。図５において、図１及び図２で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００６８】
管型導波路５１は一端からの光を伝搬して他端から出射する管である。管型導波路５１の内壁に光を反射する反射面５３が配置されている。反射面５３は光を鏡面反射させる反射鏡とすることができる。管型導波路５１の内部を伝搬する光が反射面５３で反射を繰り返すことで複数の定在波（モード）が生ずる。前記モードは他端に導かれ、モード毎に光ビームＢとして前記他端から出射する。
【００６９】
なお、管型導波路５１は屈折率の高い媒質を屈折率の低い媒質で被覆した構造としてもよい。光は屈折率の高い媒質と屈折率の低い媒質の界面で全反射をする。従って、前記界面を反射面５３とすることができる。
【００７０】
管型導波路５１には前記一端に入射端１５、前記他端に出射端１８が配置される。
【００７１】
従って、入射端１５に結合された信号光Ａは、出射端１８から複数の光ビームＢとして出射する。
【００７２】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、内部を透過する光を散乱させ複数の光ビームとして出射する拡散透過板とすることができる。
【００７３】
ビーム分岐部１２の内部構造の他の例を図６に示す。ビーム分岐部１２は筐体２０、入射端１５、出射端１８及び拡散透過板６１で構成される。図６において、図１及び図２で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００７４】
拡散透過板６１は一の面からの光を内部で拡散させながら透過させ、他の面から複数の光ビームＢとして出射する。
【００７５】
入射端１５、出射端１８及び拡散透過板６１は、入射端１５からの光が拡散透過板６１の前記一の面に照射でき、拡散透過板６１の前記他の面からの光ビームＢが出射端１８から出射できるように位置を定めて筐体２０に固定される。
【００７６】
従って、入射端１５に結合された信号光Ａは、出射端１８から複数の光ビームＢとして出射する。
【００７７】
本発明に係る光送信装置の前記ビーム分岐部は、入射した光を反射及び散乱させる凸面鏡を前記発光素子からの光の放射範囲内に並列に複数配置する複数凸面鏡体とすることができる。
【００７８】
ビーム分岐部１２の内部構造の他の例を図７に示す。ビーム分岐部１２は筐体２０、入射端１５、出射端１８、反射鏡３５及び複数凸面鏡体７１で構成される。図７において、図１、図２及び図３で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００７９】
複数凸面鏡体７１は照射される光の範囲に複数の凸面鏡７１ａを並列に配置している。
【００８０】
複数凸面鏡体７１は照射された光を凸面鏡７１ａで拡散するように反射して複数の光ビームＢを発生する。従って、複数凸面鏡体７１は複数の光ビームＢを出射する。
【００８１】
反射鏡３５は入射端１５からの光が複数凸面鏡体７１に照射できるように角度と位置を定め筐体２０に配置される。複数凸面鏡体７１は光ビームＢが出射端１８から出射できるように角度と位置を定め筐体２０に配置される。
【００８２】
従って、入射端１５に結合された信号光Ａは、出射端１８から複数の光ビームＢとして出射する。
【００８３】
なお、図２のビーム分岐部１２において光ビームＢを結合する光ファイバのコアが小さい場合、複数レンズ体２１と出射端１８との間に光ビームＢの出射する範囲を縮小するレンズを挿入しても良い。図３から図７のビーム分岐部１２においても同様である。
【００８４】
また、図２から図７のビーム分岐部１２の内部において光の経路を破線で示している。
【００８５】
光送信装置１０１は、発光素子１１からの信号光Ａが入射端１５に入射するようにビーム分岐部１２を配置する。信号光Ａが入射されたビーム分岐部１２は、信号光Ａを複数の光ビームＢに分岐して出射できる。
【００８６】
光送信装置１０１の出射端１８に光ファイバの一端を接続して複数の光ビームＢを入射すれば、前記光ファイバの他端からは前記複数の光ビームＢを重畳したビームが出射される。ゆえに、光送信装置１０１は前記光ファイバの他端に配置された受光素子に十分な光量を保っているいずれかの光ビームＢを照射することができる。
【００８７】
従って、光送信装置１０１は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる。
【００８８】
（実施の形態２）
本実施形態は、一端が前記ビーム分岐部の前記出射端に接続し、前記ビーム分岐部からの前記複数の光ビームが入射するマルチモード型の光ファイバをさらに備えることが好ましい。
【００８９】
本発明に係る他の実施形態である光ファイバを接続した光送信装置１０８の概念図を図８に示す。光送信装置１０１は発光素子１１、ビーム分岐部１２及び光ファイバ８５から構成される。図８において、図１で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。
【００９０】
光ファイバ８５はマルチモード型の光ファイバである。光ファイバ８５は、ガラスファイバ、プラスチックファイバ（ＰＯＦ）又はガラスのコアとプラスチックのクラッドをもつ光ファイバであってもよい。
【００９１】
光ファイバを接続した光送信装置１０８は光送信装置１０１の出射端１８と光ファイバ８５の一端である一端８６を接続する。光送信装置１０１は図１で説明したように出射端１８から複数の光ビームＢを出射する。光ビームＢは光ファイバ８５の一端８６に結合され、光ファイバ８５のコアを伝搬して他端８７から出射する。
【００９２】
光ビームＢの光ファイバ８５の一端８６における入射位置と光ファイバ８５の他端８７におけるニアフィールドパターンとの依存性をシミュレーション結果を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００９３】
シミュレーション条件は以下の通りである。光ファイバ８５はコアの直径が０．２４ｍｍ、コアを覆うクラッドの表面までの直径が０．２５ｍｍであり、一端８６から他端８７までの光路長は１ｃｍである。光ファイバ８５に屈曲状態を与えるために、光ファイバ８５は一端８６から他端８７まで半径５ｍｍの円に沿うように一様に屈曲させる。
【００９４】
なお、光ファイバ８５の中心軸方向をＺ方向とし、一端８６から他端８７へ光が伝搬する方向をＺの正方向とする。さらに、光ファイバ８５のＺ方向に垂直な断面（以下、「光ファイバのＺ方向に垂直な断面」を「断面」と略記する。）において、前記半径５ｍｍの円の半径方向をＸ方向とし、前記円の中心方向をＸの正方向とする。さらに、前記断面においてＸ方向及びＺ方向と垂直な方向をＹ方向とし、図８の奥側から手前方向をＹの正方向と定義する。
【００９５】
シミュレーションを行う一端８６における光ビームＢの光軸の位置を図９に示す。図９においてＺ方向は図面手前から奥側の方向が正である。９１は光ファイバ８５のコアであり、９２は光ファイバ８５のクラッドである。また、図８で用いた符号と同じ符号は同じ機能である。Ｂ−０〜Ｂ−４はそれぞれ一端８６に入射する光ビームＢの光軸位置である。すなわち、光ファイバ８５の中心軸と一端８６の面との交点を原点（０，０）とすれば、光軸位置Ｂ−０は座標（０，０）、光軸位置Ｂ−１は座標（０．１，０）、光軸位置Ｂ−２は座標（０，０．１）、光軸位置Ｂ−３は座標（−０．１，０）、光軸位置Ｂ−４は座標（０，−０．１）である。なお、座標の単位はｍｍである。
【００９６】
それぞれの光軸位置に入射した光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７のニアフィールドパターンをシミュレーションした結果を図１０から図１４に示す。シミュレーション結果においてニアフィールドパターンの光強度を色相で表示している。なお、図１０から図１５において、光強度は茶色から白色へ強くなることを示している。
【００９７】
図１０は光軸位置Ｂ−０に入射した光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７のニアフィールドパターンである。光ファイバ８５の屈曲のため光ビームＢはＸの負方向へ偏り、他端８７のニアフィールドパターンはＸの負方向の光強度が強くなっている。
【００９８】
図１１は光軸位置Ｂ−１に入射した光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７におけるニアフィールドパターンである。光ファイバ８５の屈曲のため伝搬する光ビームＢはＸの負方向へ拡散して他端８７のニアフィールドパターンは均一になる。
【００９９】
図１２は光軸位置Ｂ−２に入射した光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７のニアフィールドパターンである。図１０で説明した理由と同様に、他端８７のニアフィールドパターンはＸの負方向の光強度が強くなっている。なお、光ビームＢがＹの正の位置からの入射のため他端８７のニアフィールドパターンもＹの正方向の光強度が強くなっている。
【０１００】
図１３は光軸位置Ｂ−３に入射した光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７のニアフィールドパターンである。光ファイバ８５の屈曲のため伝搬する光ビームＢはさらにＸの負方向へ偏り、他端８７のニアフィールドパターンはＸの負方向に大きく偏っている。
【０１０１】
図１４は光軸位置Ｂ−４に入射した光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７のニアフィールドパターンである。図１０で説明した理由と同様に、他端８７のニアフィールドパターンはＸの負方向の光強度が強くなっている。なお、光ビームＢがＹの負の位置からの入射のため、他端８７のニアフィールドパターンもＹの負方向の光強度が強くなっている。
【０１０２】
図１５は光軸位置Ｂ−０〜Ｂ−４の５箇所に同時に入射した５つの光ビームＢによる光ファイバ８５の他端８７のニアフィールドパターンである。光ファイバ８５はマルチモード型であるため、一端８６に５つの光ビームＢを同時に入射すれば、他端８７からは５つの光ビームＢを重畳したビームが出射される。従って、前記５箇所から同時に５つの光ビームＢを同時に入射した場合、光ファイバ８５の他端８７におけるニアフィールドパターンは図１０から図１４のニアフィールドパターンが重畳したものとなる。
【０１０３】
図１５のニアフィールドパターンはＸの負方向の光強度が強くなっているが、光軸位置Ｂ−１からの光ビームＢが他端８７において図１１のように均一なニアフィールドパターンを呈する。
【０１０４】
従って、他端８７のＸの正方向の位置に受光素子が接続されていても、光ファイバを接続した光送信装置１０８は前記受光素子に十分な光量の光を結合することができる。
【０１０５】
光ファイバを接続した光送信装置１０８の光ファイバ８５の他端８７には伝送される光データを受光する受光素子が接続される。受光素子は直径０．１ｍｍの円の受光面１６１を有するフォトダイオード（ＰＤ）が例示できる。発光素子と光ファイバとの関係と同様に、受光素子と光ファイバとはアライメントされても光ファイバの中心軸と受光素子の受光面の中心位置とは異なる場合がある。光ファイバ８５の出力端８７と受光素子の受光面１６１との相対位置を表した図を図１６と図１７に示す。
【０１０６】
図１６は光ファイバ８５の中心軸と受光素子の受光面１６１の中心が一致、すなわち受光素子の受光面１６１の中心が他端８７の面の原点にある場合の図である。
【０１０７】
図１７は光ファイバ８５の中心軸と受光素子の受光面１６１の中心が異なっている、すなわち受光素子の受光面１６１の中心が他端８７の面の座標（０．０５，０）にある場合の図である。
【０１０８】
光ファイバ８５の一端８６における光ビームＢの入射位置と他端８７における受光素子の受光面１６１の位置との依存性をシミュレーション結果を示して本発明を更に詳細に説明する。
【０１０９】
光ファイバ８５の一端８６における光ビームＢの光軸位置毎に受光素子が受光できる光量をシミュレーションした結果を、図１６に示す位置関係の場合を表１に、図１７に示す位置関係の場合を表２に示す。表１及び表２の上段は光ファイバ８５の一端８６における光ビームＢの光軸位置である。「Ｂ−０〜４の５箇所」とは、光軸位置Ｂ−０からＢ−４の５箇所から同時に光ビームＢを入射したことを示している。表１及び表２の下段の数値は、光ファイバ８５に入射する光ビームＢの光量と受光素子が受光できる光量と比率を減衰量として示しており、単位はｄＢである。
【０１１０】
【表１】
2007094196.tif 000003
【０１１１】
【表２】
2007094196.tif 000004
【０１１２】
図１６の場合、光ビームＢの光軸位置で前記減衰量は大きく異なる。光軸位置Ｂ−３から光ビームＢが入射した場合に前記減衰量は最も大きくなり−４３．１４ｄＢとなる。すなわち、光ファイバ８５に入射する光ビームＢが単数の場合、前記減衰量は図１０から図１４で説明したように光ファイバ８５の屈曲の影響を大きく受ける。
【０１１３】
一方、図１７の場合も図１６の場合と同様であるが、受光素子の受光面１６１の位置が他端８７の中心ではないため、光ファイバ８５の屈曲の影響がさらに大きくなり、光軸位置Ｂ−３から光ビームＢが入射した場合の前記減衰量は−１３１．９２ｄＢとなる。すなわち、受光素子の受光面１６１の位置が他端８７の中心にない場合、前記減衰量は光ファイバ８５の屈曲の影響をさらに大きく受け、光ビームＢの光軸位置による差が大きくなる。
【０１１４】
表１及び表２のＢ−０からＢ−４の結果は、光ファイバ８５へ入射する光ビームＢが単数の場合、光ビームＢの光軸位置、光ファイバ８５の屈曲状態及び受光素子の位置で、受光素子は受光できる光量が少なくなることを示している。すなわち、モジュール間において安定してデータを伝送することができなくなる。
【０１１５】
しかし、表１又は表２において複数の光ビームＢの入射の結果と単数の光ビームＢの入射の結果とを比較すれば、複数の光ビームＢを入射することで、前記減衰量は光ファイバ８５の屈曲からの影響が小さくなる。また、表１と表２との結果より複数の光ビームＢを入射することで、受光素子の受光面１６１と他端８７との相対位置に対する前記減衰量の依存性も小さい。
【０１１６】
従って、光ファイバを接続した光送信装置１０８は、光路長が短く屈曲状態が変動する光ファイバであっても、光ファイバと受光素子との相対位置に関わらず安定してデータ伝送ができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の光伝送路は照明機器やレーザーマーキング装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る一の実施形態である光送信装置の概念図である。
【図２】本発明に係る光送信装置におけるビーム分岐部の一の実施形態の概念図である。
【図３】本発明に係る光送信装置におけるビーム分岐部の他の実施形態の概念図である。
【図４】本発明に係る光送信装置におけるビーム分岐部の他の実施形態の概念図である。
【図５】本発明に係る光送信装置におけるビーム分岐部の他の実施形態の概念図である。
【図６】本発明に係る光送信装置におけるビーム分岐部の他の実施形態の概念図である。
【図７】本発明に係る光送信装置におけるビーム分岐部の他の実施形態の概念図である。
【図８】本発明に係る他の実施形態である光送信装置の概念図である。
【図９】光ファイバの入射端に入射する光ビームの光軸位置を示した図である。
【図１０】光ファイバの入射端に単数の光ビームを入射した場合の光ファイバの出射端におけるニアフィールドパターンである。
【図１１】光ファイバの入射端に単数の光ビームを入射した場合の光ファイバの出射端におけるニアフィールドパターンである。
【図１２】光ファイバの入射端に単数の光ビームを入射した場合の光ファイバの出射端におけるニアフィールドパターンである。
【図１３】光ファイバの入射端に単数の光ビームを入射した場合の光ファイバの出射端におけるニアフィールドパターンである。
【図１４】光ファイバの入射端に単数の光ビームを入射した場合の光ファイバの出射端におけるニアフィールドパターンである。
【図１５】光ファイバの入射端に複数の光ビームを入射した場合の光ファイバの出射端におけるニアフィールドパターンである。
【図１６】光ファイバの出射端と受光素子の受光面との相対位置を示した図である。
【図１７】光ファイバの出射端と受光素子の受光面との相対位置を示した図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０１  光送信装置
１０８  光ファイバを接続した光送信装置
１１  発光素子
１２  ビーム分岐部
１５  入射端
１８  出射端
２０  筐体
２１  複数レンズ体
２１ａ  レンズ
３１  複数凹面鏡体
３１ａ  凹面鏡
３５  反射鏡
４１ａ、４１ａ−１〜３  半透鏡
４１ｂ、４１ｂ−１〜３  反射鏡
５１  反射面
６１  拡散透過板
７１  複数凸面鏡体
７１ａ  凸面鏡
８５  光ファイバ
８６  入射端
８７  出射端
９１  コア
９２  クラッド
１６１  受光素子の受光面
Ａ  信号光
Ｂ  光ビーム
Ｂ−０〜４  光軸位置
Ｒ１〜３  反射光
Ｔ１〜３  透過光
【図１】
2007094196.tif 000005
【図２】
2007094196.tif 000006
【図３】
2007094196.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2007094196.tif 000020
【図１７】
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